本发明专利技术涉及一种集成开关电源的倒装封装装置及其倒装封装方法。所述倒装封装结构包括一重分布层，其重分布层单元的第一表面用以连接所述第一组凸块中的电极性相同的凸块；所述重分布层单元的第二表面包括一组第二组凸块，所述第二组凸块用以将所述电极性进行重新排布；一引线框架的一组引脚的第一表面与所述第二组凸块中的电极性相同的凸块连接，以使所述引脚具有相应的电极性；一倒装片封装结构，用以将所述硅片、所述第一组凸块、所述第二组凸块和所述引线框架进行封装，并利用所述引线框架的第二表面来实现所述集成开关电源与外部PCB板之间的电气连接。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体器件领域，具体涉及。
技术介绍
开关电源(例如直流-直流电压转换器)，用于为各种各样的电子系统提供稳定的电压源。低压设备(如笔记本电脑、手机等)的电池管理尤其需要高效率的直流-直流变换器。开关型电压调节器通过把输入直流电压转换成高频电压，然后再对其进行滤波而产生直流输出电压。具体来说，开关电源包括一个功率器件、一个输出滤波器和一个控制器，所述功率器件用以使直流输入电压源(如电池)和负载(如集成电路IC) 交替性的连接和断开连接。所述输出滤波器，典型地包括一个电感和电容，连接到输入电压源和负载之间，以对输出进行滤波，进而提供直流输出电压。所述控制器(如脉宽调节器，脉冲频率调节器等)，用以控制所述功率器件，从而获得基本恒定的直流输出电压。为了实现集成电路芯片内焊垫与外部之间的电气连接，以及为集成电路芯片提供一个稳定可靠的工作环境，集成电路封装是必不可少的ー个环节。集成电路封装质量的好坏，对集成电路总体的性能优劣关系很大。因此，封装应具有较强的机械性能、良好的电气性能、散热性能和化学稳定性。对集成开关电源而言，可以采用不同的封装方案，如可以将功率器件、控制器等分别设置为ー独立的元件，然后各个分立元件之间再通过内部引线进行电性连接，进而再封装于ー单片封装结构中，或者，在一片集成电路(IC)上集成了控制器、驱动器和功率器件。这样的单片集成开关电源由于不需要控制器、驱动器和功率器件元件之间的引线连接，因此器件间的引线寄生电阻和寄生电感减小。这种方案与各个功能元件相互分离的分立元件解决方案相比较，功能元件间的较低的引线寄生电阻和寄生电感使得单片集成开关电源可以容纳更大的电流密度，并且可以工作在较高的开关频率。开关电源的特性，决定了其需要传递很大的电流，因此为了提高开关电源的效率，必须尽可能的减小电阻损耗。而电阻损耗主要存在于三个方面封装结构，元件和连接件。其中器件自身的导通电阻Rds(on)可以通过制造エ艺将其尽量减小。而现有技术中，例如采用引线连接的封装方式以及倒装封装方法还不能够很好的改善上述缺陷。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供ー种新型的集成开关电源的倒装封装装置以及倒装封装方法，以解决封装结构中由于电阻和寄生电感所帯来的功率损耗。依据本专利技术一实施例的集成开关电源的倒装封装结构，包括一个或者多个硅片，所述硅片的第一表面包括ー组第一组凸块，所述第一组凸块具有至少两种以上的电极性；一重分布层，其包括ー组重分布层单元，所述重分布层单元的第一表面用以连接所述第一组凸块中的电极性相同的凸块；所述重分布层单元的第二表面包括ー组第二组凸块，所述第二组凸块用以将所述电极性进行重新排布；一引线框架，包括ー组引脚，所述引脚的第一表面与所述第二组凸块中的电极性相同的凸块连接，以使所述引脚具有相应的电极性；一倒装片封装结构，用以将所述硅片、所述重分布层和所述引线框架进行封装，并利用所述引线框架的第二表面来实现所述集成开关电源与外部PCB板之间的电气连接。进ー步的，所述第一组凸块呈一矩阵排列。进ー步的，所述重分布层单元呈矩形形状，以按照所述矩阵的行或者列将所述第一组凸块中电极性相同的凸块连接。或者，所述重分布层单元将所述矩阵的不同行或者列 的电极性相同的第一组凸块中的凸块连接。依据本专利技术实施例的集成开关电源的倒装封装结构中，所述重分布层将所述电极性集中排布于所述硅片的一区域内。所述集成开关电源包括一集成至少两个功率器件的功率器件硅片。或者，所述集成开关电源包括至少ー个分立布置的包括单个功率器件的功率器件硅片。进ー步的，所述功率器件为横向双扩散金属氧化物半导体晶体管。进ー步的，所述倒装片封装结构为方形扁平无引脚封装(QFN)结构或者双排平面无引脚封装(DFN)结构。所述引脚覆盖所有或者部分具有相同电极性的所述第二组凸块中的凸块。进ー步的，具有所述电极性的所述引脚沿着所述引线框架的ー侧依次间隔，平行排列。进ー步的，所述引脚呈矩形形状或者拱形形状或者“E”字形形状。依据本专利技术实施例的ー种集成开关电源的倒装封装方法，用以封装一集成开关电源，包括提供一个或者多个硅片，所述硅片的第一表面包括ー组第一组凸块，所述第一组凸块具有至少两种以上的电极性；在所述硅片上布设一重分布层，所述重分布层包括ー组重分布层单元，所述重分布层单元的第一表面用以连接所述第一组凸块中的电极性相同的凸块；所述重分布层单元的第二表面包括ー组第二组凸块，所述第二组凸块用以将所述电极性进行重新排布；在所述重分布层上布设ー引线框架，所述引线框架包括ー组引脚，所述引脚的第一表面与所述第二组凸块中的电极性相同的凸块连接，以使所述引脚具有相应的电极性；利用一倒装片封装结构将所述硅片、所述第一组凸块、所述第二组凸块和所述引线框架进行封装，并利用所述引线框架的第二表面来实现所述集成开关电源与外部PCB板之间的电气连接。进ー步的，所述第一组凸块呈一矩阵排列。进ー步的，所述重分布层单元呈矩形形状，以按照所述矩阵的行或者列将所述第一组凸块中电极性相同的凸块连接。或者所述重分布层单元将所述矩阵的不同行或者列的电极性相同的第一组凸块中的凸块连接。进ー步的，所述PCB板上具有多个金属层，以分别与所述引脚的第二表面连接。依据本专利技术实施例的集成开关电源的倒装封装结构和倒装封装方法，通过重分布层(RDL)将不同的电极性在引线框架区域内重新进行排列分布，以获得最优化的电极分布，从而PCB板的金属层以及引线框架的引脚的面积和厚度可以设置为较大的数值，在实现硅片与外部的电气连接的同时，也减小了电流传导路径的电阻，降低了功率损耗，提高载流能力，提高了开关电源的效率。并且，通过调整功率器件的面积，功率器件区域可以扩展或者縮小，倒装封装结构的尺寸可以成比例进行调节。因此对于不同额定电流的功率器件，简化了产品系列的设计，简化了封装エ艺，增强了通用性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域 普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。在下文中，在不同附图中，相同的标号表示相同的部件。图I所示为ー采用降压型拓扑结构的开关电源的原理框图；图2所示为依据本专利技术ー实施例的一功率器件硅片上的焊垫、焊锡球的布置图；图3所示为依据本专利技术实施例的图2所示的功率器件硅片的倒装封装结构的重分布层以及引线框架的布置图；图4A所示为图3所示的依据本专利技术实施例的功率器件硅片的倒装封装结构沿轴线B-B’的剖面图；图4B所示为图3所示的依据本专利技术实施例的功率器件硅片的倒装封装结构沿轴线A-A’的剖面图；图5所示为依据本专利技术另一实施例的单片开关电源硅片上的焊垫、焊锡球的布置图；图6所示为依据本专利技术实施例的图5所示的单片开关电源硅片的倒装封装结构的重分布层的布置图；图7所示为依据本专利技术实施例的图5所示的单片开关电源硅片的倒装封装结构的引线框架的布置图；图8A所示为图7所示的依据本专利技术实施例的单片开关电源硅片的倒装封装结构沿轴线A-A’的剖面图；图SB所示为图7所示的依据本专利技术实施例的单片开关电源硅片的倒装封装结构沿轴线B-B’的剖面图；图9所示为依据本专利技术ー实施例本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种集成开关电源的倒装封装装置，用以封装一集成开关电源，其特征在于，包括，一个或者多个硅片，所述硅片的第一表面包括一组第一组凸块，所述第一组凸块具有至少两种以上的电极性；一重分布层，其包括一组重分布层单元，所述重分布层单元的第一表面用以连接所述第一组凸块中的电极性相同的凸块；所述重分布层单元的第二表面包括一组第二组凸块，所述第二组凸块用以将所述电极性进行重新排布；一引线框架，包括一组引脚，所述引脚的第一表面与所述第二组凸块中的电极性相同的凸块连接，以使所述引脚具有相应的电极性；一倒装片封装结构，用以将所述硅片、所述重分布层和所述引线框架进行封装，并利用所述引线框架的第二表面来实现所述集成开关电源与外部PCB板之间的电气连接。
【技术特征摘要】
1.ー种集成开关电源的倒装封装装置，用以封装一集成开关电源，其特征在于，包括， 一个或者多个硅片，所述硅片的第一表面包括ー组第一组凸块，所述第一组凸块具有至少两种以上的电极性； 一重分布层，其包括ー组重分布层单元，所述重分布层单元的第一表面用以连接所述第一组凸块中的电极性相同的凸块；所述重分布层单元的第二表面包括ー组第二组凸块，所述第二组凸块用以将所述电极性进行重新排布； 一引线框架，包括ー组引脚，所述引脚的第一表面与所述第二组凸块中的电极性相同的凸块连接，以使所述引脚具有相应的电极性； 一倒装片封装结构，用以将所述硅片、所述重分布层和所述引线框架进行封装，并利用所述引线框架的第二表面来实现所述集成开关电源与外部PCB板之间的电气连接。2.根据权利要求I所述的集成开关电源的倒装封装结构，其特征在于，所述第一组凸块呈一矩阵排列。3.根据权利要求2所述的集成开关电源的倒装封装结构，其特征在于，所述重分布层单元呈矩形形状，以按照所述矩阵的行或者列将所述第一组凸块中电极性相同的凸块连接。4.根据权利要求2所述的集成开关电源的倒装封装结构，其特征在于，所述重分布层单元将所述矩阵的不同行或者列的电极性相同的第一组凸块中的凸块连接。5.根据权利要求I所述的集成开关电源的倒装封装结构，其特征在于，所述重分布层将所述电极性集中排布于所述娃片的一区域内。6.根据权利要求I所述的集成开关电源的倒装封装结构，其特征在于，所述集成开关电源包括一集成至少两个功率器件的功率器件硅片。7.根据权利要求I所述的集成开关电源的倒装封装结构，其特征在于，所述集成开关电源包括至少ー个分立布置的包括单个功率器件的功率器件硅片。8.根据权利要求6或7所述的集成开关电源的倒装封装结构，其特征在于，所述功率器件为横向双扩散金属氧化物半导体晶体管。9.根据权利要求I所述的集成开关电源的倒装封装结构，其特征在于，所述倒装片封装结构为方形扁平无引脚封装(QFN)结构或者双排平面无引脚封装(DFN)结构。10.根据权利要求I所述的集成开关电源的...
【专利技术属性】
技术研发人员：谭小春，
申请(专利权)人：矽力杰半导体技术杭州有限公司，
类型：发明
国别省市：
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